L’énergie solaire rencontre l’approvisionnement en eau : le fonctionnement complexe des pompes à eau solaires

La pompe à eau solaire (également connue sous le nom de pompe à eau photovoltaïque) est aujourd'hui la zone riche en soleil du monde, en particulier le manque d'électricité sans électricité dans les zones reculées du moyen d'approvisionnement en eau le plus attrayant, l'utilisation de partout disponible, l'énergie solaire inépuisable énergie, le système entièrement automatique de lever, coucher de soleil et repos, aucun soin du personnel, la charge de travail de maintenance peut être réduite au minimum.Il s’agit d’un système d’énergie verte idéal qui intègre économie, fiabilité et avantages environnementaux.

Composition du système

Générateur photovoltaïque

Il s'agit principalement de convertir l'énergie lumineuse du soleil en énergie électrique pour fournir la puissance de travail au moteur de la pompe de charge.

Onduleur ou contrôleur d'eau photovoltaïque

Le fonctionnement de la pompe à eau solaire est contrôlé et ajusté, l'énergie électrique émise par le panneau solaire est utilisée pour entraîner la pompe à eau et la fréquence de sortie est ajustée en temps réel en fonction du changement d'intensité du soleil, de sorte que la puissance de sortie est proche de la puissance maximale du générateur de batteries solaires.

Moteur (moteur d'entraînement)

Les moteurs d'entraînement utilisés dans différents systèmes sont également différents.Dans le système de pompe photovoltaïque à grande échelle, le mode de transmission asynchrone CA ne manque toujours pas, mais en raison du développement continu de la technologie de contrôle moderne, afin d'améliorer encore la quantité de portance fournie par le watt de crête de l'unité, il a commencé à remplacer par la technologie de contrôle de groupe multi-machines avec contrôle flexible par plusieurs pompes.

Pompe à eau

Pour les systèmes de pompes photovoltaïques, le choix du type de pompe est également important.Dans un système de faible puissance, si l'utilisateur a besoin d'une hauteur de chute élevée mais d'un faible débit, il convient de choisir une pompe volumétrique, et dans d'autres cas, il peut être possible d'utiliser des pompes centrifuges ou à débit axial.La sélection et la prise en compte du type de pompe pour le système de pompe photovoltaïque.

Le moteur sans balai à aimant permanent CC entraîne la pompe

Le moteur à courant continu a été largement utilisé dans les systèmes de contrôle de mouvement en raison de ses bonnes caractéristiques mécaniques, de sa large plage de vitesse, de son couple de démarrage élevé, de son efficacité de fonctionnement élevée, de son contrôle simple, etc., mais son balai et son collecteur apportent également une faible fiabilité, nécessitent un entretien fréquent et autres. faiblesses.Au cours des 20 dernières années, avec le développement rapide des dispositifs de commutation haute puissance, des circuits intégrés analogiques et numériques, de la technologie informatique et des matériaux magnétiques hautes performances, les moteurs à courant continu sans balais utilisant le principe de commutation électronique ont également été rapidement développés.Il s'est rapidement étendu depuis l'application initiale des installations aérospatiales et militaires aux domaines industriels et civils, et son utilisation est de plus en plus répandue.Le moteur à courant continu sans balais de petite puissance a été largement utilisé dans les périphériques informatiques, la bureautique et les équipements audio et vidéo, et dans certains systèmes de transmission électrique, son application est de plus en plus étendue.

Depuis plusieurs années, le moteur à courant continu sans balais a commencé à être utilisé comme moteur d'entraînement dans les systèmes de pompe photovoltaïque. En effet, le moteur a un rendement élevé qui n'est pas facile à atteindre avec un moteur à courant alternatif général. Il devrait réduire considérablement la quantité d'énergie relativement coûteuse. cellules solaires, avec une économie importante.Cependant, étant donné que la pompe photovoltaïque nécessite généralement que le moteur plonge dans l'eau pour fonctionner, les travaux de recherche présentés dans cet article s'ajoutent à la nécessité de résoudre la technologie d'entraînement conventionnelle du moteur sans balais à courant continu, mais nécessitent également que le moteur s'adapte au les exigences de la plongée, c'est-à-dire doivent également résoudre le problème d'isolation fiable de l'enroulement.Du point de vue de la garniture mécanique, trouver des moyens de résoudre le problème d'étanchéité du moteur submersible est une façon de penser, mais il est difficile de surmonter sa structure complexe, la perte mécanique correspondante de gros problèmes.

principe de fonctionnement

Pompe à eau solaire CC sans balais (moteur)

La pompe à moteur CC sans balais est composée d'un moteur CC sans balais et d'une roue.L'arbre du moteur est relié à la roue.Il y a un espace entre le stator et le rotor de la pompe, et l'eau pénétrera dans le moteur pendant une longue période, augmentant ainsi le risque de griller le moteur.

propre avantage

(1) Fiable : les alimentations photovoltaïques utilisent rarement des pièces mobiles et fonctionnent de manière fiable.

(2) Sûr, sans bruit, sans autre danger public.Ne produit aucune substance nocive solide, liquide et gazeuse, protection absolue de l'environnement.

(3) Installation et maintenance simples, faibles coûts d’exploitation, adaptés aux avantages sans surveillance et autres.Surtout pour sa grande fiabilité et sa grande attention.

(4) Bonne compatibilité, la production d'énergie photovoltaïque peut être utilisée conjointement avec d'autres sources d'énergie et il peut également être pratique d'augmenter la capacité du système photovoltaïque en fonction des besoins.

(5) Le degré de standardisation est élevé, les composants série et parallèle peuvent répondre aux besoins de différentes consommations d'électricité, et la polyvalence est forte.

(6) L’énergie solaire est disponible partout et a un large éventail d’applications.

Cependant, le système solaire a aussi ses inconvénients, tels que : dispersion énergétique, intermittente, forte régionalité.Le coût initial est élevé.

Perspective des systèmes

L'efficacité des panneaux solaires en silicium est difficile à améliorer en peu de temps, bien que la deuxième génération de cellules solaires à couches minces et la troisième génération de cellules solaires organiques présentent des avantages évidents en termes de coût, mais par rapport à la production à grande échelle de silicium. les panneaux solaires ne sont pas compétitifs.Pendant un certain temps encore, les panneaux en silicium occuperont encore une part importante du marché.Par conséquent, à l’avenir, l’orientation de la recherche et du développement des systèmes de pompes à eau solaires devrait se concentrer sur les trois aspects suivants :

(1) Développer des pompes et des moteurs à haut rendement pour améliorer la gamme de moteurs et de pompes à haut rendement dans une large plage de changements de vitesse et de débit et réduire la puissance de seuil du système.Développer des contrôleurs intelligents à faible coût et de haute fiabilité pour améliorer la correspondance des performances entre les composants et faire face aux conditions météorologiques changeantes, améliorant ainsi la qualité dynamique et l'efficacité globale du système.Dans le même temps, il convient d'améliorer le développement et la promotion de technologies globales pour l'utilisation complémentaire de l'énergie éolienne, lumineuse et thermique à petite et moyenne échelle.

(2) La méthode générale de prévision des performances à long terme du système de pompe à eau solaire sous des changements multifactoriels tels que le climat, la lumière, le niveau d'eau et la demande en eau et la méthode de conception du système basée sur les changements dynamiques, la base de données des différentes régions est établi pour remplacer progressivement la méthode d'utilisation de l'estimation statique de la valeur moyenne ;

(3) Avec la réduction des prix des panneaux et le développement de systèmes solaires de petite et moyenne taille, à l'avenir, sur la base de l'optimisation de la puissance des panneaux, l'évaluation de la fiabilité opérationnelle du système devrait être augmentée pour améliorer la fiabilité opérationnelle à long terme. du système et la stabilité de l’approvisionnement en eau.